一、引言

不論是高頻電連接器，還是低頻電連接器，絕緣電阻、介質(zhì)耐壓（又稱抗電強(qiáng)度）和接觸電阻都是保證電連接器能正常可靠地工作的最基本的電氣參數(shù)。通常在電連接器產(chǎn)品技術(shù)條件的質(zhì)量一致性檢驗(yàn)A、B組常規(guī)交收檢驗(yàn)項(xiàng)目中都列有明確的技術(shù)指標(biāo)要求和試驗(yàn)方法。這三個(gè)檢驗(yàn)項(xiàng)目也是用戶判別電連接器質(zhì)量和可靠性優(yōu)劣的重要依據(jù)。但根據(jù)筆者多年來從事電連接器檢驗(yàn)的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，目前各生產(chǎn)廠之間以及生產(chǎn)廠和使用廠之間，在具體執(zhí)行有關(guān)技術(shù)條件時(shí)尚存在許多不一致和差異，往往由于采用的儀器、測試工裝、操作方法、樣品處理和環(huán)境條件等因素不同，直接影響到檢驗(yàn)準(zhǔn)確和一致。為此，筆者認(rèn)為，針對(duì)目前這三個(gè)常規(guī)電性能檢驗(yàn)項(xiàng)目和實(shí)際操作中存在的問題進(jìn)行一些專題研討，對(duì)提高電連接器檢驗(yàn)可靠性是十分有益的。

另外，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，新一代的多功能自動(dòng)檢測儀正在逐步替代原有的單參數(shù)測試儀。這些新型測試儀器的應(yīng)用必將大大提高電性能的檢測速度、效率和準(zhǔn)確可靠性。

二、絕緣電阻檢驗(yàn)

2.1作用原理

絕緣電阻是指在連接器的絕緣部分施加電壓，從而使絕緣部分的表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。即絕緣電陰(MΩ)=加在絕緣體上的電壓（V）/泄漏電流（μA）。通過絕緣電阻檢驗(yàn)，確定連接器的絕緣性能能否符合電路設(shè)計(jì)的要求，或在經(jīng)受高溫、潮濕等環(huán)境應(yīng)力時(shí)，其絕緣電阻是否符合有關(guān)技術(shù)條件的規(guī)定。

絕緣電阻是設(shè)計(jì)高阻抗電路的限制因素。絕緣電阻低，意味著漏電流大，這將破壞電路和正常工作。如形成反饋回路，過大的漏電流所產(chǎn)生的熱和直流電解，將使絕緣破壞或使連接器的電性能變劣。

2.2影響因素

主要受絕緣材料、溫度、濕度、污損、試驗(yàn)電壓及連續(xù)施加測試電壓的持續(xù)時(shí)間等因素影響。

2.2.1絕緣材料

設(shè)計(jì)電連接器時(shí)選用何種絕緣材料非常重要，它往往影響產(chǎn)品的絕緣電阻能否穩(wěn)定合格。如某廠原使用酚醛玻纖塑料和增強(qiáng)尼龍等材料制作絕緣體，這些材料內(nèi)含極性基因，吸濕性大，在常溫下絕緣性能可滿足產(chǎn)品要求，而在高溫潮濕下則絕緣性能不合格。后采用特種工程塑料PES（聚苯醚砜）材料，產(chǎn)品經(jīng)200℃、1000h和240h潮濕試驗(yàn)，絕緣電阻變化較小，仍在105 MΩ以上，無異常變化。

2.2.2溫度

高溫會(huì)破壞絕緣材料，引起絕緣電阻和耐壓性能降低。對(duì)金屬殼體，高溫可使接觸件失去彈性、加速氧化和發(fā)生鍍層變質(zhì)。如按GJB598生產(chǎn)的耐環(huán)境快速分離電連接器系列II產(chǎn)品，絕緣電阻規(guī)定25℃時(shí)應(yīng)不小于5000MΩ，而200℃時(shí)，則降低至不小于500MΩ。

2.2.3溫度

潮濕環(huán)境引起水蒸氣在絕緣體表面的吸引和擴(kuò)散，容易使絕緣電阻降低到MΩ級(jí)以下。長期處于高溫環(huán)境下會(huì)引起絕緣體物理變形、分解、逸出生成物，產(chǎn)生呼吸效應(yīng)及電解腐蝕及裂紋。如按GJB2281生產(chǎn)的帶狀電纜電連接器，標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下的絕緣電阻值應(yīng)不小于5000MΩ，而經(jīng)相對(duì)濕度90%~95%、溫度40±2℃、96h濕熱試驗(yàn)后的絕緣電阻降至不小于1000MΩ。

2.2.4污損

絕緣體內(nèi)部和表面的潔凈度對(duì)絕緣電阻影響很大，由于注塑絕緣體用的粉料或膠接上、下絕緣安裝板的膠料中混有雜質(zhì)，或由于多次插拔磨損殘留的金屬屑及錫焊端接時(shí)殘留的焊劑滲入絕緣體表面，都會(huì)明顯降低絕緣電阻。如某廠生產(chǎn)的圓形電連接器在成品交收試驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)產(chǎn)品接觸件之間的絕緣電阻很低，僅20MΩ，不合格。后經(jīng)解剖分析發(fā)現(xiàn)，這是因注塑絕緣體用的粉料中混有雜質(zhì)而造成的。后只得將該批產(chǎn)品全部報(bào)廢。

2.2.5試驗(yàn)電壓

絕緣電阻檢驗(yàn)時(shí)施加的試驗(yàn)電壓對(duì)測試結(jié)果有很大關(guān)系。因?yàn)樵囼?yàn)電壓升高時(shí)，漏電流的增加不成線性關(guān)系，電流增加的速率大于電壓增加的速率，故試驗(yàn)電壓升高時(shí)測得的絕緣電阻值將會(huì)下降。電連接器產(chǎn)品技術(shù)條件引用的試驗(yàn)方法中，對(duì)試驗(yàn)電壓都有明確的規(guī)定，通常規(guī)定為500V。因此不能用一般歐姆表、直流電橋等電阻測量儀器來測量絕緣電阻。

2.2.6 持續(xù)時(shí)間（讀數(shù)時(shí)間）

由于被測電連接器在測量極之間存在著一定的電容，測量初期電源先要對(duì)電容充電，因此在測試時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)絕緣電阻測試儀上指示的電阻值有逐漸上升的趨勢，這是正常現(xiàn)象。不少電連接器試驗(yàn)方法中明確規(guī)定，讀取絕緣電阻測試儀上的讀數(shù)必須在電壓施加1min后進(jìn)行。

2.3問題研討

2.3.1檢驗(yàn)環(huán)境溫、濕度的影響

電連接器技術(shù)條件通常都規(guī)定了產(chǎn)品的使用環(huán)境溫度和濕度，如溫度為-55～125℃，濕度為40±2℃、95%±3%。筆者認(rèn)為，檢驗(yàn)環(huán)境條件和使用環(huán)境條件是有區(qū)別的。技術(shù)條件規(guī)定產(chǎn)品可以在上述溫濕度使用環(huán)境下工作，并不意味著生產(chǎn)廠在上述使用環(huán)境條件下測試絕緣電阻都應(yīng)滿足正常大氣壓下的考核指標(biāo)。如有使用溫度上限125℃和40±2℃、93%±3%濕熱環(huán)境條件下測絕緣電阻，則應(yīng)按技術(shù)條件規(guī)定的高溫和濕熱環(huán)境試驗(yàn)的考核指標(biāo)進(jìn)行考核，而不應(yīng)按正常大氣壓下的考核指標(biāo)進(jìn)行考核。

筆者在實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)多次發(fā)現(xiàn)，同一批產(chǎn)品在北方氣候較干燥的條件下（濕度<50%）出廠檢驗(yàn)絕緣電阻大于1000MΩ，是合格的；但產(chǎn)品發(fā)運(yùn)至南方使用廠，在較潮濕的環(huán)境下（濕度>80%）復(fù)驗(yàn)，絕緣電阻僅為100MΩ～200MΩ，屬不合格。遇此情況，有時(shí)用酒精清洗烘干后，剛?cè)〕鰴z驗(yàn)是合格的，但放置到次日再復(fù)測又不合格。為此，建議生產(chǎn)廠在產(chǎn)品交收試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)將絕緣電阻控制在規(guī)定值以上一個(gè)恰當(dāng)水平，保持有一定的裕度；不要將在干燥環(huán)境下勉強(qiáng)達(dá)到規(guī)定值的產(chǎn)品判為合格出廠，以免供需雙方因檢驗(yàn)氣候環(huán)境條件不同造成檢驗(yàn)結(jié)果不一致而引起爭議。

為明確檢驗(yàn)環(huán)境溫濕度要求，現(xiàn)在有部分試驗(yàn)方法既規(guī)定了測試的環(huán)境溫濕度（相對(duì)較寬的范圍），又規(guī)定了出現(xiàn)分歧仲裁時(shí)的溫濕度要求（相對(duì)取中限較窄的范圍）。如GJB1217-91《電連接器試驗(yàn)方法》規(guī)定：試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，溫度15～35℃,濕度20%～80%，氣壓73～103kPa。仲裁試驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)大氣條件，溫度25±1℃，濕度50%±2%，氣壓86～106kPa。

2.3.2檢驗(yàn)工裝的影響

電連接器技術(shù)條件規(guī)定，電連接器所有接觸件之間和所有接觸件與殼體之間的絕緣電阻都應(yīng)符合規(guī)定值；又規(guī)定其施加電壓的持續(xù)時(shí)間要大于1min。故許多電連接器生產(chǎn)廠對(duì)其所生產(chǎn)的每一型號(hào)規(guī)格產(chǎn)品都備有相應(yīng)的2～3個(gè)不同編排連接方式的檢驗(yàn)工裝（頭孔配座針工裝或頭針配座孔工裝），通過對(duì)其接觸件點(diǎn)與點(diǎn)之間、排與排之間和所有接點(diǎn)與殼體之間并聯(lián)施加試驗(yàn)電壓，檢驗(yàn)其絕緣電阻是否合格。這種用檢驗(yàn)工裝并聯(lián)施加電壓比單個(gè)接點(diǎn)間施加電壓條件苛刻。故若用檢驗(yàn)工裝測試發(fā)現(xiàn)絕緣電阻不合格時(shí)，允許不用工裝直接用表棒在單點(diǎn)間施加電壓進(jìn)行復(fù)測。但現(xiàn)有部分生產(chǎn)廠和絕大多數(shù)使用單位都不用檢驗(yàn)工裝，而是直接采用與絕緣電阻測試儀相連的兩根測試表棒，在每個(gè)接觸件之間或接觸件與殼體之間搭接，檢驗(yàn)其絕緣電阻是否合格。這種不同檢驗(yàn)工裝的方法有以下缺點(diǎn)：一是隨機(jī)性很大，極有可能產(chǎn)生漏檢；二是每個(gè)接點(diǎn)不可能像有檢驗(yàn)工裝那樣，可以停留1min后再讀數(shù)，故有可能造成誤判，檢驗(yàn)的可靠性較差。

當(dāng)然，即使使用檢驗(yàn)工裝，在檢驗(yàn)前必須首先保證工裝合格，要保證工裝潔凈和干燥，其本身絕緣電阻必須合格，且留有充分余量。

三、介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)

3.1作用原理

介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)又稱抗電強(qiáng)度檢驗(yàn)。它是在連接器接觸件與接觸件之間、接觸件與殼體之間，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)施加規(guī)定的電壓，以此來確定連接器額定電壓下能否安全工作，能否耐受由于開關(guān)浪涌及其它類似現(xiàn)象所導(dǎo)致的過電位的能力，從而評(píng)定電連接器絕緣材料或絕緣間隙是否合格。

如果絕緣體內(nèi)有缺陷，在施加試驗(yàn)電壓后，則必然產(chǎn)生擊穿放電或損壞。擊穿放電表現(xiàn)為飛弧（表面放電）、火花放電（空氣放電）或擊穿（擊穿放電）現(xiàn)象。過大漏電流可能引起電參數(shù)或物理性能的改變。由于過電位，即使是在低于擊穿電壓時(shí)也可能有損于絕緣或降低其安全系數(shù)，所以應(yīng)當(dāng)慎重地進(jìn)行介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)。在例行試驗(yàn)中，如果需要連續(xù)施加試驗(yàn)電壓時(shí)，最好在進(jìn)行隨后的試驗(yàn)時(shí)降低電位。

3.2影響因素

主要受絕緣材料、潔凈度、濕度、大氣壓力、接觸件間距、爬電距離和耐壓持續(xù)時(shí)間等因素影響。

3.2.1絕緣材料

設(shè)計(jì)必須選用恰當(dāng)?shù)墓こ趟芰现谱鹘^緣體，才能滿足預(yù)定的耐壓性能指標(biāo)要求。如選用擊穿電壓為16kV/mm的PES（聚苯醚砜）特種工程塑料，能滿足GJB598《耐環(huán)境快速分離圓形電連接器》YB系列II產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下耐壓為1500V的要求。氟塑料（F4）具有比其它材料更高的介質(zhì)耐壓和絕緣電阻，廣泛用于制作射頻同軸電連接器絕緣體。

3.2.2潔凈度

絕緣體內(nèi)部和表面潔凈度對(duì)介質(zhì)耐壓影響很大。筆者在某圓形連接器補(bǔ)充篩選時(shí)發(fā)現(xiàn)有一產(chǎn)品要求耐壓1500V，實(shí)際測試施加電壓至400V，即在兩個(gè)接觸件之間產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象。經(jīng)與生產(chǎn)廠共同進(jìn)行解剖分析后認(rèn)為：擊穿發(fā)生于絕緣體上、下兩個(gè)絕緣安裝板的膠接界面，是由于膠粘劑中混有雜質(zhì)所致。

3.2.3濕度

增加濕度會(huì)降低介質(zhì)耐壓。如J36A矩形電連接器技術(shù)條件規(guī)定：正常條件下耐壓為1000V；而經(jīng)40±2℃、93%±2℃、48h濕熱試驗(yàn)后耐壓降為500V。

3.2.4低氣壓

在空氣稀薄的高空，絕緣體材料會(huì)放出氣體污染接觸件，并使電暈產(chǎn)生的趨勢增加，耐壓性能下降，使電路產(chǎn)生短路故障。故高空使用的非密封電連接器都必須降額使用，如Y27A圓形電連接器技術(shù)條件規(guī)定：正常條件下耐壓為1300V，而在1.33Pa低氣壓條件下耐壓降為200V。

3.2.5接觸件間距

連接器的小型化和高密度的發(fā)展，具體體現(xiàn)在矩形電連接器和印制電路電連接器上，要求間距能達(dá)到0.635mm，甚至0.3mm，外形尺寸中最關(guān)鍵的高度尺寸已減小到1～1.５mm。表面貼裝技術(shù)(SMT)與小型化的發(fā)展有著密切的關(guān)系。這就要求我們選用耐壓性能更高的絕緣材料，以滿足設(shè)計(jì)尺寸小型化的要求。

3.2.6爬電距離

它是指接觸件與接觸件之間，或接觸件與殼體之間沿絕緣體表面量得的最短距離。爬電路離短容易引起表面放電（飛弧）。故有部分連接器的絕緣安裝板表面插針（孔）安裝孔設(shè)計(jì)成凹凸臺(tái)階形狀，以增加爬電距離，提高抵抗表面放電的能力。

3.2.7耐壓持續(xù)時(shí)間

一般電連接器技術(shù)條件均規(guī)定為電壓施加到規(guī)定值后持續(xù)1min應(yīng)無擊穿、飛弧、放電現(xiàn)象。但許多電連接器生產(chǎn)廠在做成品交收試驗(yàn)時(shí)，為提高檢測速度，往往采用提高試驗(yàn)電壓20%、縮短耐壓持續(xù)時(shí)間為5s或10s的方法。筆者認(rèn)為，它們之間不存在某種函數(shù)關(guān)系。從交流耐壓擊穿機(jī)理來分析，擊穿主要是由泄漏引起的，即泄漏電流大于規(guī)定值就認(rèn)為擊穿。另一種是熱擊穿，提高試驗(yàn)電壓強(qiáng)加泄漏，熱擊穿與時(shí)間長短沒有關(guān)系。如國軍標(biāo)GJ1217-91《電連接器試驗(yàn)方法》規(guī)定，試驗(yàn)電壓加至規(guī)定值后應(yīng)持續(xù)1min。當(dāng)有規(guī)定時(shí)，廠內(nèi)質(zhì)量一致性試驗(yàn)時(shí)的保持時(shí)間可降至最少5s。筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)按此規(guī)定檢驗(yàn)合格出廠的產(chǎn)品，用戶在進(jìn)行100%補(bǔ)充篩選時(shí)，仍發(fā)現(xiàn)有個(gè)別產(chǎn)品因絕緣體內(nèi)部存在缺陷而被擊穿。造成上述現(xiàn)象的原因很可能是由于耐持續(xù)時(shí)間縮短為5s，在極短時(shí)間內(nèi)對(duì)絕緣體電容充電，還不足以使泄漏電流大于規(guī)定值而引起擊穿。

3.3 問題研討

3.3.1測量方法的研究

為保證能在接觸件之間或接觸件與殼體之間施加高電壓并保持 1min，和測量絕緣電阻一樣，必須采用相應(yīng)的測試工裝（頭孔配座針或頭針配座孔），測試工裝可以和測量絕緣電阻的工裝通用。

對(duì)一般接點(diǎn)點(diǎn)距較大的電連接器可采用兩步測量法，即第一步將偶數(shù)排所有接點(diǎn)并聯(lián)，將奇數(shù)排所有接點(diǎn)并聯(lián)，然后測量兩并聯(lián)接點(diǎn)組之間的介質(zhì)耐壓；第二步將全部接點(diǎn)并聯(lián)的測量并聯(lián)點(diǎn)與“地”之間的介質(zhì)耐壓。如某矩形電連接器接點(diǎn)按正等邊三角形排列，同排點(diǎn)距為2.8mm，排距為2.5mm，鄰排點(diǎn)距為2.87mm。雖然兩步測量法沒有測量最小點(diǎn)距2.8mm，而是測量2.87mm，但由于介質(zhì)耐壓很高，為1000V左右，且裕度大，0.07mm的壁厚所增加的介質(zhì)耐壓微不足道。兩步測量法雖經(jīng)濟(jì)，但仍存在不可靠因素，它無法剔除同排接點(diǎn)間因存在內(nèi)部缺陷而引起的擊穿隱患。故對(duì)于高密度、超小型電連接器而言，由于介質(zhì)耐壓規(guī)定值小，裕度也小，盡管接點(diǎn)是按正等邊三角形排列，但因其接點(diǎn)間距小，相鄰兩點(diǎn)之間的絕緣體壁厚很薄，只要存在很微小的氣泡、疏松、雜質(zhì)等缺陷，都將嚴(yán)重影響介質(zhì)耐壓。因此，必須采用三步測量法：即在前述兩步測量法基礎(chǔ)上再增加一步，將所有排的奇數(shù)點(diǎn)并聯(lián)，將所有排的偶數(shù)點(diǎn)并聯(lián)，然后測量兩并聯(lián)接點(diǎn)且之間的介質(zhì)耐壓。對(duì)于可靠性要求高、特別是接點(diǎn)間距≤1.5mm、接點(diǎn)間絕緣體壁厚≤0.4mm的電連接器，應(yīng)采用三步測量法，全部測量出每個(gè)接點(diǎn)與其所有相鄰接點(diǎn)之間的介質(zhì)耐壓，才能確保安全可靠。

3.3.2漏電流的設(shè)定

在使用耐壓測試儀進(jìn)行介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)時(shí)，漏電流的設(shè)定很重要，應(yīng)嚴(yán)格按產(chǎn)品技術(shù)條件所引用的試驗(yàn)方法設(shè)定漏電流閾值。如某矩形電連接器技術(shù)條件規(guī)定耐壓試驗(yàn)時(shí)漏電流不應(yīng)超過1mA；而筆者在實(shí)際儀器操作時(shí)將漏電流設(shè)定得太低，為0.5mA，結(jié)果造成儀器報(bào)警的“假擊穿”現(xiàn)象。由于大的泄漏電流對(duì)連接器或同軸接觸件的電參數(shù)或物理特性會(huì)產(chǎn)生有害的影響，故試驗(yàn)時(shí)泄漏電流的最大值應(yīng)限制在5mA以內(nèi)。通常產(chǎn)品技術(shù)規(guī)定耐壓試驗(yàn)時(shí)的漏電流不應(yīng)超過1mA，也有部分連接器技術(shù)條件，如GJB101-86《小圓菜快速分離耐環(huán)境電連接器總規(guī)范》規(guī)定耐壓試驗(yàn)的最大漏電流不應(yīng)超過2mA。

3.3.3檢驗(yàn)工裝的影響

介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)工裝和絕緣電阻檢驗(yàn)工裝是通用的，以保證在所有接觸件之間和接觸件與殼體之間施加規(guī)定電壓持續(xù)1min，檢測有否放電、飛弧和擊穿等現(xiàn)象。但目前有相當(dāng)多的電連接器生產(chǎn)廠沒有采用上述檢驗(yàn)工裝，而是用連接儀器的兩根表棒隨機(jī)進(jìn)行點(diǎn)與點(diǎn)、點(diǎn)與殼體間的耐壓檢驗(yàn)。這種檢驗(yàn)方法可靠性較差，極易產(chǎn)生錯(cuò)檢、漏檢。

3.3.4絕緣電阻檢驗(yàn)不能替代介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)

有些人認(rèn)為：絕緣電阻足夠高的連接器再進(jìn)行耐壓檢驗(yàn)是多此一舉，而且耐壓檢驗(yàn)時(shí)電壓很高，操作人員也較危險(xiǎn)，對(duì)被檢連接器也沒好處。因此，有不少人不太愿意進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。事實(shí)上，絕緣電阻檢驗(yàn)與耐壓檢驗(yàn)之間的區(qū)別在于：測量絕緣電阻的電壓是直流，而耐壓檢驗(yàn)是用交流電壓。另外，測量絕緣電阻用的電源功率大大低于交流耐壓檢驗(yàn)的電源功率。因此，絕緣電阻高的連接器，不一定能承受較高的交流電壓。目前測量絕緣電阻用的兆歐表，雖然測量電壓很高，有的達(dá)幾千伏，但輸出功率不大，即使測量端短路，也僅僅是10mA左右，不可能因使用兆歐表不當(dāng)而引起觸電死亡事故；而交流耐壓檢驗(yàn)功率往往高得多，必須重視人身及設(shè)備的安全。連接器絕緣體的內(nèi)部缺陷，只有在大功率、高電壓情況下才能發(fā)現(xiàn)。絕緣和耐壓是不能等同的。清潔干燥的絕緣體盡管有高的絕緣電阻，但能發(fā)生不能經(jīng)受介質(zhì)耐壓檢驗(yàn)的故障。反之，一個(gè)臟的、損傷的絕緣體其絕緣電阻雖然低，但在高電壓下也可能不會(huì)被擊穿。

四、接觸電阻檢驗(yàn) ?

4．1作用原理

接觸電阻檢驗(yàn)?zāi)康氖谴_定電流流經(jīng)接觸件的接觸表面時(shí)產(chǎn)生的電阻。大電流通過高阻觸點(diǎn)時(shí)，有可能產(chǎn)生過分的能量消耗，并使觸點(diǎn)產(chǎn)生危險(xiǎn)的過熱現(xiàn)象。在很多應(yīng)用中要求接觸電阻低且穩(wěn)定，以使觸點(diǎn)上的電壓降不致影響電路的精度。

在實(shí)際測量接觸電阻時(shí)，常使用按開爾文電橋四端法原理設(shè)計(jì)的接觸電阻測試儀（毫歐計(jì)），其專用夾具夾在被測接觸件端接部位兩端，故實(shí)際測量的總接觸電阻R由以下三部分組成，可由下式表示：

R=Rc+Rf+Rp

式中：Rc為集中電阻，它是電流通過接觸件界面時(shí)因?qū)щ娊孛媸湛s（或稱集中）而顯示出來的電阻；Rf為膜層電阻，它是由接觸表面膜層及其他污染物所構(gòu)成的電阻；Rp為導(dǎo)體電阻，它是插配接觸件和引出線本身的歐姆電阻。

除用毫歐計(jì)外，也可用伏-安計(jì)法、安培-電位計(jì)法測量接觸電阻。

4．2影響因素

主要受接觸件材料、正壓力、表面狀態(tài)、使用電壓和電流等因素影響。

4.2.1接觸件材料

對(duì)不同材質(zhì)制作的同規(guī)格插配接觸件，電連接器技術(shù)條件規(guī)定了不同的接觸電阻考核指標(biāo)。?

如GJB101-86《小圓形快速分離耐環(huán)境電連接器總規(guī)范》規(guī)定：直徑為1mm的插配接觸件接觸電阻，銅合金≤5mΩ，鐵合金≤15mΩ。

4.2.2正壓力

接觸件的正壓力是指由彼此接觸的表面產(chǎn)生的、并垂直于接觸表面的力。隨著正壓力增加，接觸微點(diǎn)數(shù)量及面積也逐漸增加，同時(shí)接觸微點(diǎn)從彈性變形過渡到塑性變形。由于集中電阻逐漸減小，而使接觸電阻降低。接觸正壓力主要取決于接觸件的幾何形狀和材料性能。

4.2.3表面狀態(tài)

接觸表面膜層有兩類：一是由于塵埃、松香、油污等在接點(diǎn)表面機(jī)械附著沉積而形成的較松散的表膜。這層表膜由于帶有微粒物質(zhì)極易嵌藏在接觸表面的微觀凹坑處，使接觸面積縮小，接觸電阻增大，且極不穩(wěn)定；二是由物理吸附及化學(xué)吸附所形成的污染膜，對(duì)金屬表面主要是化學(xué)吸附，它是在物理吸附后伴隨電子遷移而產(chǎn)生的。故對(duì)一些高可靠性要求的產(chǎn)品，如航天用電連接器，必須要有潔凈的裝配生產(chǎn)環(huán)境條件、完善的清洗工藝及必要的結(jié)構(gòu)密封措施，使用單位必須要有良好的貯存和使用操作環(huán)境條件。

4.2.3使用電壓

使用電壓達(dá)到一定閾值，會(huì)使接觸件膜層被擊穿，而使接觸電阻迅速下降。但由于熱效應(yīng)加速了膜層附近區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)膜層有一定的修復(fù)作用，于是阻值呈現(xiàn)非線性。在閾值電壓附近，電壓降的微小波動(dòng)可能會(huì)引起電流在二十倍或幾十倍變化，使接觸電阻發(fā)生很大變化。不了解這種非線性關(guān)系，就會(huì)在測試和使用接觸件時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤。

4.2.5電流

當(dāng)電流超過一定值時(shí)，接觸件界面微小點(diǎn)處通電后產(chǎn)生的焦耳熱（I2R）作用會(huì)使金屬軟化或熔化，從而對(duì)集中電阻產(chǎn)生影響，導(dǎo)致接觸電阻降低。

4．3問題研討

4.3.1低電平接觸電阻檢驗(yàn)

考慮到接觸件膜層在高接觸壓力下會(huì)發(fā)生機(jī)械擊穿，或在高電壓、大電流下會(huì)發(fā)生電擊穿，對(duì)某些小體積的連接器設(shè)計(jì)的接觸壓力相當(dāng)小，使用場合僅為mV或mA級(jí)，膜層電阻不易被擊穿，可能影響電信號(hào)的傳輸。故國軍標(biāo)GJB1217-91《電連接器試驗(yàn)方法》中規(guī)定了兩種試驗(yàn)方法：即低電平接觸電阻試驗(yàn)方法和接觸電阻試驗(yàn)方法。其中低電平接觸電阻試驗(yàn)的目的是評(píng)定接觸件在加上不能改變物理的接觸表面或不改變可能存在的不導(dǎo)電氧化薄膜的電壓和電流條件下的接觸電阻特性。所加開路試驗(yàn)電壓不超過20mV，而試驗(yàn)電流應(yīng)限制在100mA，在這一電平下的性能足以表現(xiàn)在低電平電激勵(lì)下的接觸界面性能。而接觸電阻試驗(yàn)的目的是測量通過規(guī)定電流的一對(duì)插合接觸件兩端或接觸件與測量規(guī)之間的電阻，而此規(guī)定電流要比前者大得多，通常規(guī)定為1A。

4.3.2單孔分離力檢驗(yàn)

為確保接觸件插合接觸可靠，保持穩(wěn)定的正壓力是關(guān)鍵。正壓力是接觸壓力的一種直接指標(biāo)，明顯影響接觸電阻，但鑒于接觸件插合狀態(tài)的正壓力很難測量。故一般用測量插合狀態(tài)的接觸件由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的單孔分離力來間接測算正壓力。通常電連接器技術(shù)條件規(guī)定的分離力要求是用實(shí)驗(yàn)方法確定的。其理論值可用下式表達(dá)：

F=FN·μ

式中，F(xiàn)N為正壓力，μ為摩擦系數(shù)。

由于分離力受正壓力和摩擦系數(shù)兩者制約，故決不能認(rèn)為分離力大，正壓力就大，接觸就可靠。現(xiàn)在隨著接觸件制作精度和表面鍍層質(zhì)量的提高，將分離力控制在一個(gè)恰當(dāng)?shù)乃缴霞纯杀ＷC接觸可靠。筆者在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)：單孔分離力過小，在受振動(dòng)沖擊載荷時(shí)有可能造成信號(hào)瞬斷。用測單孔分離力評(píng)定接觸可靠性比測接觸電阻有效。因?yàn)樵趯?shí)際檢驗(yàn)中接觸電阻很少出現(xiàn)不合格，單孔分離力偏低超差的插孔，測量接觸電阻往往仍合格。

4.3.3接觸電阻檢驗(yàn)合格不等于接觸可靠

在許多實(shí)際應(yīng)用場合，如汽車、摩托車、火車、動(dòng)力機(jī)械、自動(dòng)化儀器以及航空、航天、船舶等，連接器往往都在動(dòng)態(tài)振動(dòng)環(huán)境下使用的。實(shí)驗(yàn)證明僅僅檢驗(yàn)靜態(tài)接觸電阻，并不能保證動(dòng)態(tài)環(huán)境下使用接觸可靠。接觸電阻檢驗(yàn)合格的連接器往往是在進(jìn)行振動(dòng)、沖擊、離心等模擬環(huán)境試驗(yàn)時(shí)仍出現(xiàn)瞬間斷電現(xiàn)象。故對(duì)一些高可靠性要求的連接器，許多設(shè)計(jì)人員都提出最好能100%對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)來考核接觸可靠性。最近，日本耐可公司推出了一種與導(dǎo)通儀配套使用的小型臺(tái)式電動(dòng)振動(dòng)臺(tái)，已成功地應(yīng)用于許多民用線束的接觸可靠性檢驗(yàn)。5 電性能檢驗(yàn)儀器的應(yīng)用與發(fā)展

電連接器產(chǎn)業(yè)在當(dāng)今電子化、信息化時(shí)代是充滿生機(jī)、市場需求逐年遞增的產(chǎn)業(yè)。特別是近年來電連接器線束組件的發(fā)展和使用相當(dāng)廣泛，從普及的家用電器到通信設(shè)備、計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備，以及飛機(jī)、汽車和軍用儀器設(shè)備等均大量采用線束組件。

為檢查線束組件有否存在斷路（接觸不良）、短路（絕緣不良）、誤配線（接線錯(cuò)誤）等常見故障，過去往往采用帶指示燈的電源與被檢線束連成回路觀察指示燈明暗，或用萬用表檢查回路電阻是趨向“0”，還是趨向“∝”，以此來判別電路的通斷。這種檢驗(yàn)方法很原始，不僅檢測速度慢，還容易錯(cuò)檢、漏檢。它僅能判別電路通斷，尚不能評(píng)判連接器與線束的絕緣電阻和介質(zhì)耐壓是否符合產(chǎn)品安全環(huán)境參數(shù)的要求。故對(duì)一些重要用途的電連接器，一般產(chǎn)品技術(shù)條件都規(guī)定要采用絕緣電阻測試儀和耐壓測試儀對(duì)其進(jìn)行絕緣、耐壓等安全參數(shù)檢驗(yàn)。但鑒于目前這類儀器的被檢信號(hào)輸入均只有兩個(gè)接線端子，故如本文前面所述，為判別所有接觸件之間與接觸件與殼體之前的絕緣電阻和介質(zhì)耐壓是否合格，每測一個(gè)參數(shù)就需更換儀器，并更換與被測樣品相配的2～3個(gè)測試工裝，檢驗(yàn)速度慢，效率低。

近年來，國內(nèi)部分儀器生產(chǎn)廠雖推出了絕緣耐壓兩用的測試儀，但基本檢驗(yàn)操作程序仍未發(fā)生變化，只是先檢驗(yàn)介質(zhì)耐壓，后再檢驗(yàn)絕緣電阻，在同臺(tái)儀器上完成而已。最近，日本耐可公司推出了許多專用于檢驗(yàn)電連接器和線束電性能的新型儀器，如EE30導(dǎo)通儀、NM-10A瞬斷儀和NM-30X多功能自動(dòng)檢測儀等。這些新型儀器內(nèi)部采用自動(dòng)邏輯切換及記憶電路，具有以下特點(diǎn)：

（1）快速、準(zhǔn)確、一次插合即可完成導(dǎo)通、絕緣、耐壓和瞬斷等電性能自動(dòng)檢測。改變了過去采用單參數(shù)測試儀（耐壓測試儀、絕緣電阻測試儀和接觸電阻測試儀等）需多次插拔變換儀器和需多次變換2-3個(gè)測試工裝的傳統(tǒng)操作方法。

（2）儀器能在測試前自檢、判斷儀器是否正常。

（3）能將被檢連接器或線束與記憶的內(nèi)存信息比較，判斷是否合格。

（4）能自動(dòng)將檢驗(yàn)結(jié)果打印輸出，以便查詢記錄。

（5）許多儀器都備有液晶顯示屏，備有紅、綠指標(biāo)燈和語音提示。

這類儀器非常適用于連接器和線束組件生產(chǎn)廠的在線檢測，也很適用于航空、航天等重要軍事用途產(chǎn)品電裝工段的在線檢測。盡管目前這類儀器價(jià)格比較昂貴，儀器檢測的技術(shù)參數(shù)范圍有些尚不能滿足要求，但它的出現(xiàn)標(biāo)志著今后儀器應(yīng)用發(fā)展的動(dòng)向和潮流。我們應(yīng)引進(jìn)消化吸收和國產(chǎn)化工作，使這類儀器在連接器和線束組件的生產(chǎn)現(xiàn)場和使用現(xiàn)場獲得更為廣泛的應(yīng)用。

編輯：黃飛

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